水力压裂基础、设计及现场管理

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1、水力压裂基础、设计及现场管理第六采油厂工程技术大队目录一、概述二、水力压裂概念2.1什么是油层水力压裂2.2完成一口压裂施工井的几个要素2.3压裂机理三、水力压裂工艺3.1压裂地面设备3.2压裂工艺四、压裂方案设计4.1压裂方案设计程序4.2压裂工艺的确定4.3压裂液和支撑剂的选择4.4压裂设计内容五、压裂监督5.1压裂现场监督程序5.2安全要求及注意事项5.3压裂施工中的异常情况第六采油厂工程技术大队一、概述油层水力压裂是在水驱开发油藏的过程中偶然发现的。20世纪早期，为提高油层吸水量，加大地面注水压力，人们发现，当压力提高

2、到一定水平后，地层吸水量陡增，当时人们虽然不能完全解释这一现象，但已把它作为一项增注技术在矿场大量应用。当后来逐渐认识到高压下吸水量陡增是地层被压开裂缝的结果后，又进行了把细粉砂在高压下随注入水带进地层裂缝，以实现一般压力下提高注水量的试验，这就是油层水力压裂的雏形。第六采油厂工程技术大队近三十年来，压裂技术得到快速发展，取得了众多科研成果，形成适用于不同温度条件的压裂液体系、适合不同闭合压力条件的支撑剂系列，研制出高性能的施工设备，创建了新的设计模型和分析、诊断方法，使压裂工艺技术日趋完善，现已成为油田开发过程中不可缺少的一

3、项采油工艺技术。大庆油田自1973年应用水力压裂以来，工艺技术不断创新，设备工具不断完善，下井原材料性能不断改进，应用效果不断提高，目前已达到了国内油层压裂行业的先进水平，为油田实现各阶段的开发目标，作出了巨大贡献。第六采油厂工程技术大队压裂方式经历了笼统压裂、分层压裂，压裂工艺由最初的滑套式分层压裂，发展到目前适应各种井况和地层条件的选择性压裂、多裂缝压裂、限流法完井压裂、平衡限流法压裂、定位平衡压裂工艺、水平缝端部脱砂压裂、热化学压裂工艺、水平井压裂、斜直井压裂、小井眼压裂工艺、高能气体复合压裂、CO2泡沫压裂等13套工艺

4、技术。1、工艺技术方面第六采油厂工程技术大队由初期的水泥车，人工加砂，发展到目前机械混砂、自动控制的1000型及2000型压裂车组。工具方面，先后研制了水力压差式封隔器、水力压缩式封隔器、导压喷砂器、分层滑套装置及井口投球装置、地面投蜡球管汇、不压井不放喷井口控制装置等。管柱方面，由初期的光油管喇叭口，发展到分层滑套、可反洗、外围、气井、小井眼等压裂管柱。2、设备方面第六采油厂工程技术大队压裂液由初期的清水、原油，发展到海藻、田箐、胍胶、香豆、魔芋、泡沫、高聚物等，支撑剂由石英砂发展到陶粒、树脂砂以及核桃壳等。3、下井原材料方

5、面另外，在压裂机理研究、设计软件开发方面也都取得了长足进步。总之，经过多年的努力，我们的油层压裂技术水平得到较大提高，同时也取得了较好的应用效果，据统计，自73年压裂工艺在大庆油田工业化生产以来，共压裂油、水、气井3万多口，占油田总完钻井数的70%以上，压后当年累积增油5000×104t,累计增注2460.2887×104m3,为油田高产稳产做出了突出贡献。第六采油厂工程技术大队二、水力压裂概念油层水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近憋起高压。当压力超过井壁附近地应力及岩石

6、抗张强度后，在地层中形成裂缝。继续将带有支撑剂（一般为石英砂）的压裂液注入裂缝，使裂缝向前延伸，并在裂缝中填充支撑剂。这样，在停泵后即可在地层中形成足够长度、一定宽度及高度的填砂裂缝。由于这个裂缝扩大了油气流动通道，改变了流动方式，降低了渗流阻力，可起到增产增注作用。这一施工过程就叫油层水力压裂。2.1什么是油层水力压裂第六采油厂工程技术大队水力压裂分类笼统压裂分层压裂机械分层压裂填砂压裂桥塞压裂封隔器压裂水力压裂第六采油厂工程技术大队水力压裂工艺流程循环试挤压裂加砂替挤扩散压力施工结束第六采油厂工程技术大队压裂施工时液体的流

7、动过程压裂液储罐地面管线井口管汇加压泵混砂装置支撑剂储罐射孔炮眼油套环空喷砂器井下管线地层第六采油厂工程技术大队施工设备由地面设备和压裂车组两部分组成。地面设备包括压裂管汇、蜡球管汇、压裂井口装置；压裂车组包括泵车、混砂车、罐车（液罐车、砂罐车、添加剂罐车）、仪表车、水泥车。2.2完成一口压裂施工井的几个要素2.2.1施工设备第六采油厂工程技术大队施工管柱由油管和下井工具（封隔器、喷砂器）组成，其作用：一是为传送施工压力提供通道；二是实现分层。目前应用的施工管柱有普通滑套式分层压裂管柱、高砂比管柱、外围压裂管柱。2.2.2施工

8、管柱第六采油厂工程技术大队普通滑套式管柱名称封隔器K344-114喷甲喷乙喷丙长度905640640640最大外径114114114114通径58413753管柱工作压力MPa管柱工作温度喷砂器过砂量m3最高砂比%适用套管内径mm40501445124使用条件工具参数第六采油